[發明專利]對包括氮化硅層的基板進行處理的方法

在審

• 申請號: 202211024996.0
• 申請日: 2022-08-25
• 公開（公告）號: CN115938930A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 權捧秀;裵世雄;宋銀眞
• 申請（專利權）人: TES股份有限公司
• 主分類號: H01L21/311
• 分類號: H01L21/311;H01J37/32
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 霍莉莉;臧建明

根據本發明的基板處理方法是在氧化硅層與氮化硅層交替堆疊的基板中對所述氮化硅層選擇性地進行刻蝕的基板處理方法，包括將多種氣體等離子體化并對氮化硅層進行等離子體刻蝕的步驟，所述多種氣體包含含有除三氟化氮以外的氟的第一氣體及含有氫的第二氣體，且對所述多種氣體中所包含的氟與氫的原子比進行調節以對氮化硅層的厚度方向的刻蝕輪廓進行控制。根據本發明的基板處理方法，可對氮化硅層的刻蝕輪廓進行調節，增大刻蝕氣體的等離子體化效率，且自由基可充分到達最下部的氮化物層。

技術領域

本發明涉及一種基板處理方法。更詳細來說，涉及一種可對形成在基板上的氮化硅層的刻蝕輪廓進行調節的基板處理方法。

背景技術

近來隨著半導體元件的微細化，半導體元件漸漸高集成化。由于氮化硅膜用作在化學上具有穩定的特性的介電膜或絕緣膜，因此不僅在存儲器元件的基本的元件分離工藝中而且在接觸件(Contact)工藝或封蓋(Capping)工藝中廣泛用于用作側壁(Sidewall)原材料等的動態隨機存取存儲器(dynamic?random?access?memory，DRAM)及快閃存儲器(FLASH?Memory)制造工藝。

另一方面，在制造半導體元件時，存在在基板上形成多層氧化硅膜及氮化硅膜的情況。在這種情況下，為了對氮化硅膜選擇性地進行刻蝕，應應用與氧化硅膜相比具有高刻蝕選擇比的刻蝕劑。

以往，已知磷酸系刻蝕劑作為與氧化硅膜相比具有高刻蝕選擇比的刻蝕劑。使用磷酸系刻蝕劑的氮化硅膜的刻蝕屬于濕式刻蝕。然而，濕式刻蝕存在由于表面張力而刻蝕劑滲透到元件圖案內且刻蝕不能順利進行到最下部氮化膜的問題。這種問題隨著半導體元件的層數變得更多且圖案變得更微細而進一步變嚴重。

作為這種濕式刻蝕的替代方案，提出干式刻蝕。干式刻蝕是將刻蝕氣體等離子體化并利用由此產生的刻蝕自由基對氮化硅膜進行刻蝕的方式。作為用于進行氮化硅膜刻蝕的刻蝕氣體，提出四氟化碳(CF₄)、三氟化氮(NF₃)等。

另一方面，在進行氮化硅干式刻蝕時不太使用單氟甲烷(CH₃F)或二氟甲烷(CH₂F₂)等含有氫的刻蝕氣體，這是因為在將刻蝕氣體等離子體化時生成由氫自由基形成的厚的聚合物膜。這種厚的聚合物膜使氮化硅膜的刻蝕率下降。

然而，在欲抑制聚合物膜的形成而僅使用不含氫的刻蝕氣體的情況，氮化硅膜相對于氧化硅膜的刻蝕選擇比不高，因此存在氧化硅膜在一定程度上也被刻蝕的問題。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

[專利文獻1]韓國公開專利公報第10-2013-0056039號(2013年05月29日公開)

發明內容

[發明所要解決的問題]

本發明的目的是提供一種基板處理方法，所述基板處理方法可進行相對于氧化硅層的氮化硅層的選擇性刻蝕，且通過對刻蝕氣體中所包含的氟與氫的原子比、射頻(radiofrequency，RF)頻率等進行控制可對氮化硅層的厚度方向的刻蝕輪廓進行調節。

[解決問題的技術手段]

用于解決上述課題的根據本發明實施例的基板處理方法是在氧化硅層與氮化硅層交替堆疊的基板中對所述氮化硅層選擇性地進行刻蝕的基板處理方法，其特征在于包括將多種氣體等離子體化并對氮化硅層進行等離子體刻蝕的步驟，所述多種氣體包含含有除三氟化氮(NF₃)以外的氟的第一氣體及含有氫的第二氣體，且對所述多種氣體中所包含的氟與氫的原子比進行調節以對氮化硅層的厚度方向的刻蝕輪廓進行控制。

所述氟與所述氫的原子比(F:H)可為15:1～35:1。